Μερικά από τα πιο ευχάριστα κομμάτια από τις ταινίες του Χάρι Πότερ περιλαμβάνουν την πρώτη σελίδα του Καθημερινού Προφήτη, την μαγεία της εφημερίδας που περιέχει φωτογραφίες που κινούνται σαν gifs.
"Στον Χάρι Πότερ, αυτό είναι μαγικό", λέει ο Jonathan Coleman, επιστήμονας των υλικών στο Trinity College του Δουβλίνου. «Αλλά για εμάς, αυτή είναι η τεχνολογία».
Ο Coleman και η ομάδα του δημιούργησαν τα πρώτα τυπωμένα τρανζίστορ που κατασκευάζονται αποκλειστικά από 2D νανοϋλικά. Με άλλα λόγια, έχουν κάνει εντελώς επίπεδη ηλεκτρονική που μπορεί ενδεχομένως να εκτυπωθεί πολύ φθηνά. Αυτά τα ηλεκτρονικά έντυπα θα μπορούσαν να έχουν πολλές χρήσεις. Θα μπορούσαν, για παράδειγμα, να χρησιμοποιηθούν για την αντικατάσταση των παραδοσιακών ετικετών τιμών σε ένα σούπερ μάρκετ. Αντί να έχει κάποιος υπάλληλος με όπλο με ετικέτα να περπατάει γύρω από τις μεταβαλλόμενες τιμές, οι ηλεκτρονικές ετικέτες θα μπορούσαν να ενημερώνονται αυτόματα. Μπορούν να κάνουν τα διαβατήρια που ανανεώνονται ή οι φιάλες κρασιού που σας λένε όταν αποθηκεύονται σε πολύ ζεστή θερμοκρασία. Όπως και στο σενάριο του Χάρι Πότερ, θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να κάνουν κινούμενες εφημερίδες, αφίσες και σακάκια βιβλίων.
Ο Coleman βλέπει αυτή τη τεχνολογία να συγχωνεύεται με το Διαδίκτυο των Πράξεων για να κάνει τα πιο συνηθισμένα στοιχεία συνδεδεμένα. Το κουτί του γάλακτος θα μπορούσε τώρα να έχει σύνδεση στο Διαδίκτυο μέσω της ετικέτας του, μιλώντας απευθείας στο smartphone σας για να σας ενημερώσει πότε ξεκινάει να τρέχει ή να πάει άσχημα. Το παράθυρο του υπνοδωματίου σας μπορεί να προσφέρει συνεχείς ενημερώσεις καιρού
"Εάν μπορείτε να εκτυπώσετε ηλεκτρονικά πολύ φθηνά, μπορείτε να φανταστείτε πράγματα που είναι σχεδόν αδιανόητα", λέει ο Coleman.
Τα τυπωμένα ηλεκτρονικά συστήματα υπάρχουν σε κάποια μορφή για περίπου 30 χρόνια. Το πλεονέκτημα αυτών των νέων τρανζίστορ που κατέχουν τα παλαιότερα τυπωμένα ηλεκτρονικά εξαρτήματα έχει να κάνει με τα οικοδομικά τους υλικά. Ενώ τα περισσότερα τυπωμένα ηλεκτρονικά είναι κατασκευασμένα από πολυμερή, αυτή η νέα εφεύρεση είναι κατασκευασμένη από γραφένιο. Το Graphene, ένα πολύ φουσκωμένο νανοϋλικό υλικό, είναι ένα δισδιάστατο κυψελοειδές πλέγμα άνθρακα με πάχος μόνο ενός ατόμου. Είναι δυνατός, ελαφρύς και εξαιρετικά καλός αγωγός, συν - και ίσως το πιο σημαντικό - είναι φτηνό.
"Είναι κατασκευασμένο από γραφίτη και γραφίτη είναι κάτι που έχει σκάψει από το έδαφος", λέει ο Coleman.
Εκτός από το γεγονός ότι είναι φθηνότερα, τα νέα 2D έντυπα ηλεκτρονικά συστήματα είναι πολύ καλύτερη από τις τρέχουσες εκδόσεις, λέει ο Coleman. Οι υπάρχοντες τύποι έχουν έναν αριθμό περιορισμών απόδοσης που έχουν να κάνουν με τη σταθερότητα και την μετατροπή ενέργειας.
Τα τρανζίστορ εκτυπώθηκαν με τη χρήση νανοσφαιριστών γραφένιου ως ηλεκτρόδια, με μοριακό βολφράμιο και νιτρίδιο του βορίου (δύο άλλα νανοϋλικά) ως τα άλλα μέρη του τρανζίστορ. Τα νανοϋλικά παράγονται σε υγρό, μια μέθοδος που αναπτύχθηκε από την Coleman. Τα προκύπτοντα nanosheets είναι επίπεδη και (σχετικά) ευρεία, και μπορούν να είναι αγώγιμα, μονωτικά ή ημιαγωγικά ανάλογα με το υλικό.
Η έρευνα δημοσιεύθηκε αυτό το μήνα στο περιοδικό Science .
Ο Coleman εκτιμά ότι θα μπορούσε να είναι περίπου μια δεκαετία πριν τα προϊόντα που ενσωματώνουν αυτή την τεχνολογία είναι αρκετά καλά για να φτάσουν στην αγορά. Πρόκειται για ένα σχετικά σύντομο χρονοδιάγραμμα, λέει, επειδή υπάρχει τόσο μεγάλο παγκόσμιο ενδιαφέρον για τα νανοϋλικά όπως το graphene και συνεπώς τόσοι πολλοί επιστήμονες που εργάζονται για τη βελτιστοποίηση αυτών των προϊόντων. Η δική του έρευνα είναι μέρος της εμβληματικής πρωτοβουλίας Graphene, μιας πρωτοβουλίας που χρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση σε δισεκατομμύρια ευρώ για την περαιτέρω ανάπτυξη καινοτομιών graphene με πιθανές χρήσεις για το κοινό.
"Είναι σε απόσταση που αγγίζει", λέει. "Ξέρουμε τι πρέπει να γίνει, είναι απλώς ένα θέμα να το κάνουμε και τα χρήματα είναι σε ισχύ".
Τα 2D έντυπα ηλεκτρονικά είναι μόνο μία πιθανή χρήση νανοϋλικών όπως το γκρέφενιο. Άλλες υπό έρευνα χρήσεις περιλαμβάνουν μπαταρίες εξαιρετικά γρήγορης φόρτισης, σφουγγάρια για καθαρισμό πετρελαιοκηλίδων και ηλιακών συλλεκτών που λειτουργούν ακόμη και στη βροχή.
"Τα νανοϋλικά έχουν μια σειρά από θαυμάσιες ιδιότητες, οι οποίες πιστεύω ακράδαντα ότι θα αλλάξουν τον κόσμο επιτρέποντάς μας να κάνουμε τα πράγματα και τις εφαρμογές καλύτερα, ταχύτερα και φθηνότερα", λέει ο Coleman. "Έχουμε μια τεχνολογική επανάσταση που κατεβαίνει από το κομμάτι που αρχίζουμε να βλέπουμε τους πρώτους καρπούς της, και νομίζω ότι θα δούμε εκπληκτικά πράγματα την επόμενη δεκαετία ή έτσι".
